三维动态整数帐篷映射设计与分析

对一维和二维整数帐篷映射进行分析,提出三维动态整数帐篷映射。在扩展维数的基础上施加扰动,进一步扩展模型的精度,研究了扰动机制、计算精度及空间维度作用下整数帐篷映射系统动力学行为产生的变化。对三维模型的信息熵、互信息、差值特性、分布特性、最大Lyapunov指数及随机性进行仿真分析。结果表明,扰动机制、计算精度及空间维数均对动态整数帐篷映射的混沌动力学行为有深刻的影响,在高扰动、高精度情况下实现的三维动态整数帐篷映射具有优越的密码学性能。

动态整数帐篷映射模型及其性能分析

针对整数帐篷映射存在的短周期问题,通过引入动态参量,建立了动态整数帐篷映射模型,证明其具有均匀分布特性,将其与整数化logistic映射进行了比较,并分析了模型的周期性及相关性。该模型弥补了整数帐篷映射的短周期缺陷,并且便于硬件实现。实验及仿真分析表明,该模型具有十分优良的密码学性能,在信息安全领域极具应用价值。

二维整数帐篷映射模型设计及安全性仿真分析

帐篷映射由于具有均匀分布特性,被广泛应用到密码学研究领域。一维整数动态帐篷映射模型由于其维数低,复杂度较低,密码学特性和安全性能较差,在密码学领域的应用有着一定的局限性。为了解决这一问题,将一维整数动态帐篷映射模型拓展为二维整数动态帐篷映射模型。二维整数动态帐篷映射模型产生的序列之间存在着扰动机制,进而增加了序列的复杂度,但这种扰动极值并不复杂,计算量较低。将该模型与一维整数动态帐篷映射进行了比较,并分析了该模型的自信息、互信息、均匀性、相空间、混沌性等特性。仿真结果表明,二维整数动态帐篷映射模型克服了一维模型均匀性较差的缺陷,其迭代生成序列具有良好的均匀分布特性及相互独立性,其密码学特性更加完善。

基于耦合动态整数帐篷映象格子模型的轻量级Hash函数

基于耦合动态整数帐篷映象格子模型构造了一种适用于RFID认证系统的轻量级Hash函数。该算法具有输出任意字节长度散列值的能力,定义在整数集上,克服了目前主流混沌密码算法需要进行浮点运算的缺陷,适用于硬件资源有限的系统。实验及仿真分析结果表明,该Hash函数具有较高的安全性,能够满足RFID认证系统的安全需求。

并行耦合动态整数帐篷Hash函数设计

提出一种基于耦合动态整数帐篷映射的并行Hash函数。针对数据量较大、处理速度较慢等问题,采用MD6算法框架,利用多核处理器技术并行处理数据。同时在压缩函数中,利用双向耦合映像格子模型进行扩散,用动态整数帐篷映射代替传统的逻辑函数。实验结果表明,该算法可根据需要获得不同长度的Hash值,使用较短时间即可完成对数据的杂凑处理,同时具有较为理想的混乱与扩散性质,符合Hash函数的各项性能要求。

基于Spark与混沌系统的图像加密算法

针对大数据平台环境下数据信息的安全问题和执行效率问题,提出一种基于Spark大数据平台和三维动态整数帐篷映射的图像加密算法。在Spark平台中读取图像数据并进行分块处理后,利用map函数分别对每个图像块进行加密并保存。相较于一维和二维整数帐篷映射,三维动态整数帐篷映射在加密过程中可以迅速产生三条独立性较强的伪随机序列,每条序列可以分别对应处理彩色图像中的RGB通道,减弱了各通道密文间的相关性,同时采用Spark大数据平台集群并行的特点,显著提高了针对大量数据进行加密操作的效率。